ALTERNATİF SOĞUTUCU AKIŞKAN KULLANAN PAKET SOĞUTMA SİSTEMLERİ İÇİN BORU ÇAPLARININ BELİRLENMESİ

Transkript

1 _ 1041 ALTERNATİF SOĞUTUCU AKIŞKAN KULLANAN PAKET SOĞUTMA SİSTEMLERİ İÇİN BORU ÇAPLARININ BELİRLENMESİ Hüseyin BULGURCU Kadir İSA ÖZET Bilindiği gibi ülkemizde soğutma sistem tasarımı ile ilgili literatürde boru hesaplama tabloları R 12, R 22 ve R 502 gibi eski nesil soğutucu akışkanları kapsamaktadır. Halbuki bu soğutucu akışkanlar (R 22 hariç) terkedilmiş durumdadır ve yerlerine R-134a, R-404A, R-407C, R-507A, R-410A R-417A ve R-422D, R 744 gibi alternatif akışkanlar kullanılmaktadır. Soğutucu akışkanlar için boru çapları belirlenirken soğutma ve müsaade edilen eşdeğer sıcaklık düşmesi gibi parametreler dikkate alınmaktadır. Bu çalışmada kapasiteye bağlı bazı alternatif soğutucu akışkanlar için boru çapı seçim tabloları oluşturulmuştur. Bu amaçla bu alanda mevcut güncel literatür taranmış, Solkane ve CoolPack gibi yazılımlardan faydalanılmıştır. Tek kademeli standart buhar sıkıştırmalı mekanik soğutma çevriminde 6 K aşırı soğutma, 8 K kızgınlık; emme, basma ve sıvı hatlarında 0,1 bar, basınç kaybı kabulü yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Alternatif soğutucu akışkanlar, boru çapı seçimi, boru hesapları ABSTRACT As it is well known, calculation sheets for dimensioning of refrigeration piping cover older refrigerants such as R 12, R 22 and R 502. However, these refrigerants (except for R 22) has been abandoned and replaced with R-134a, R-404A, R-407C, R-507A, R-410A R-417A and R-422D, R 744 as alternative refrigerants. When determining pipe diameter, such parameters as cooling capacity and allowable equivalent temperature drop should be taken into account. In this study, pipe diameter selection tables were constructed based on capacity of some alternative refrigerants. For this purpose, the existing literature in this area was examined and made use of softwares as CoolPack and Solkane. 6 K subcooling, 8 K superheat and pressure drop of 0.1 bar in suction, discharge and liquid lines for single-stage vapor compression mechanical refrigeration cycle were accepted. Key Words: Alternative refrigerants, selection of pipe diameter, piping calculation. 1. GİRİŞ Genel olarak soğutma sistemlerinde kullanılan boru malzemeleri sistemin boyutuna, uygulama alanına, kullanılan soğutucu akışkana, malzemenin fiyat ve iş gücüne bağlıdır. sistemlerinde genelde kullanılan boru malzemesi, siyah demir, dövme çelik, bakır ve pirinçtir. Yukarıdaki malzemelerin hepsi normal soğutucu akışkan için kullanılabilir. Bakır ve pirinç istisnai durum göstererek soğutucu akışkan olarak amonyağın kullanıldığı sistemlerde kullanılmaz. Çünkü nem olması durumunda amonyak demir içermeyen metallerle reaksiyona girer.

2 _ 1042 Bakır, siyah çelik ve dövme demirle kıyaslandığında ağırlık hafif, aşınmaya karşı daha fazla direnç ve kolaylıkla şekil alabilme gibi özelliklerde üstünlük sağlar. Amonyak hariç bütün soğutucu akışkanlarda 100 mm ye kadar olan dış çaplarda malzeme olarak bakır yada çelik kullanılır. Dış çap 100 mm den büyük olduğunda çelik kullanılmalıdır. Fakat genellikle pratikte boru dış çapı 50 mm yi aştığında çelik kullanılır. Dövme demir boruları siyah çelikten pahalı olmalarına rağmen aşınmaya karşı gösterdikleri direncin büyüklüğünden dolayı bazen siyah çeliğin yerine kullanılır. Bakır borular sert yada yumuşak tavlanmış olarak mevcuttur. Sert çekilmiş bakır borular düz olarak 6 m uzunluğundadır. Buna karşılık yumuşak tavlanmış bakır borular, genellikle 7,5 m ve 15 m uzunluğunda paketlenmiş serpantin şeklindedir. Sadece K ve L tipleri soğutucu akışkan hatları için uygundur. Yumuşak tavlanmış bakır borular 20 mm iç çapa kadar soğutucu akışkan hatlarında, eğilme ve bükülme gerektiğinde, havşa bağlantılarında ve soğutucu akışkan tiplerinin başka bir borunun içinden geçtiği durumlarda kullanılabilir. 20 mm den büyük çaplarda ve 20 mm altındaki çaplarda sertlik istendiğinde sert tavlanmış bakır borular kullanılabilir [1]. 2. GENEL TASARIM ŞARTLARI İyi tasarlanmış bir borulama sisteminin sonuçları; ilk yatırım maliyeti, basınç kayıpları ve sistem emniyeti arasında bir denge sağlanmasıdır. İlk yatırım maliyeti boru çaplarına ve boru tesisat projesini etkiler. Borulardaki basınç kayıplarının, sistem performansını ve ni olumsuz etkilemesinden kaçınmak için, en düşük düzeyde tutulması gerekir. Boru tesisatı sonradan bağlanan tüm sistemlerde kompresör yağı soğutma sistemine geçer ve sonra geri döner. Tam ve kısmi yük durumlarında yağın kompresöre dönebilmesi için boru hatlarında minimum hızın sağlanması gerekir. Bu şartların asgari olarak sağlanması için: Yatay emme ve basma hatlarında akış hızı 2,5 m/s den düşük olmamalı Dikey emme ve basma yükseltilerinde 5 m/s den düşük olmamalı ndaki solenoid valflerin açılıp kapanmasında sıvı vuruntusundan korunmak için sıvı hatlarında hızın 1,5 m/s yi aşmaması gerekir [2]. Sert çekilmiş bakır borular halokarbon soğutma sistemlerinde kullanılmaktadır. İklimlendirme ve soğutma (İKS) uygulamaları için K ve L tipleri uygundur. M tipi pek kullanılmaz çünkü boru cidar kalınlığı çok fazladır. Bakır boruların anma ölçüleri dış çapa göre verilir. Tipik ölçüleri 5/8, 7/8, 1-1/8 gibidir (Tablo 1). İKS uygulamalarında kullanılacak bakır boruların nemi alınır, içlerine azot doldurulur ve giriş-çıkışları üretici firma tarafından tapa ile kapatılır (Şekil 1). Şekil 1. İKS Alanında Kullanılan Bakır Borular Sert çekilmiş bakır borularda bağlantıları yapmak için dirsek ve Te gibi bağlantı elemanları kullanılır. Tüm bağlantılar iyi yetişmiş bir teknisyen tarafından oksi-asetilen üfleci ile sert lehim yapılmalıdır. Bu

3 _ 1043 işlem yapılırken iç kısımlarda kurum (bakır oksit) oluşmaması için bakır boru içine bir ucu atmosfere açık şekilde hafif basınçlandırılmış azot verilmelidir. Daha önce bahsedildiği gibi soğutma hatları ilk yatırım maliyeti ve basınç kayıpları arasındaki dengeye göre seçilirken bu durumda yağı kompresöre taşıyabilecek minimum akış hızlarını da sağlamalıdır. Basınç kayıpları hesaplanırken tüm bağlantı elemanlarının kayıpları eşdeğer düz boru uzunluğuna (metre) dönüştürülür. Daha sonra kpa veya bar değerine dönüştürülür. Basınç Kaybı ve Sıcaklık Değişimi Soğutucu akışkan boru içinden geçerken basınç düşmesine maruz kalır ve soğutucu akışkan doyma sıcaklığı değişir. Doyma sıcaklığı ve basıncındaki bu düşme kompresör performansını olumsuz etkiler. Uygun soğutma sistemi tasarımı ile bu düşme her hat için 1.1ºC den daha az olacak şekilde düzenlenir. Böylelikle bu sıcaklık farkına karşılık gelen kpa cinsinden basınç farkına uygun soğutma aksesuarları seçilir. Örnek olarak 88 kw soğutma yapan bir yoğunlaşma ünitesi 7.2ºC doymuş emme sıcaklığındadır. 1.1ºC lik hat kaybı olduğunu kabul edersek evaporatör 7.2ºC doyma sıcaklığında 88 kw soğutma yapacak şekilde boyutlandırılacaktır. Tablo 2 yaygın olarak kullanılan çeşitli soğutucu akışkanlar için basınç düşmesine karşılık basınç ve sıcaklık değişimleri karşılaştırılmalı olarak gösterilmiştir. Örnek olarak R 22 için 1.1ºC lik sıcaklık farkında 20.7 kpa basınç kaybı oluşmaktadır. Aynı şekilde R- 410A da 20.7 kpa lık basınç kaybında 0.7ºC lik sıcaklık farkı oluşmaktadır. Tablo 1. Bakır Boru Ölçüleri [3]

4 _ 1044 Tablo 2. Basınç Kayıplarının Sıcaklık Karşılıkları Soğutucu akışkan basınç kaybı basınç kaybı basınç kaybı [ºC] [kpa] [ºC] [kpa] [ºC] [kpa] R-22 1,1ºC 20,1 0, ,56 21 R-407C 1,1ºC 20,1 0,56 22,8 0,56 24,1 R-410A 1,1ºC 31,0 0,56 32,8 0,56 32,8 R-134a 1,1ºC 13,3 0,56 15,2 0,56 15, Hatları hatları kondenser ile evaporatörü bağlar ve soğutucu akışkanı TGV ye taşır. Soğutucu akışkan sıvı nda kaynamaya başlıyorsa basınç kaybı çok yüksek veya yükseklik farkı çok fazladır. ndaki basınç kaybından dolayı oluşan kaynamayı önlemenin tek yolu soğutucu akışkanı aşırı soğutmaktır. Gerçek hat boyutu 1.1ºC ila 1.7ºC den daha fazla basınç kaybı oluşturmamalıdır. Gerçek basınç kaybı (kpa) soğutucu akışkana bağlıdır. hatlarının aşırı büyük seçilmesi önerilmez çünkü sistemdeki soğutucu akışkan şarj miktarını artırır. Bu durum yağ şarj miktarını da etkiler. Şekil 2. Direkt Genleşmeli Klima Santrali ve Yoğunlaşma Ünitesi Şekil 2 kondenseri evaporatörün altında göstermektedir. soğutucu akışkan kondenserden evaporatöre doğru çıkarıldığı için soğutucu akışkan basıncı düşecektir. Farklı soğutucu akışkanlar yüksekliğe bağlı olarak farklı basınç değişimlerine sahiptir. Tablo 3 de farklı soğutucu akışkanlara ait değerler verilmiştir. ndaki toplam basınç kayıpları sürtünme kayıpları ile yükseltideki sıvı soğutucu akışkan ağırlığının toplamıdır.

5 _ 1045 Tablo 3. Hattındaki Yükseltilerde Soğutucu Akışkan Basınç Kayıpları Soğutucu Akışkan Yükseltideki Basınç Düşümü [kpa/m] R R-407C R-410A 9.73 R-134a Bu durumda genleşme valfinde yalnızca aşırı soğutulmuş bir soğutucu akışkan kabarcıklaşmaktan korunur. Şayet kondenser evaporatörden yukarı seviyeye yerleştirilmiş olsaydı ağırlıktan dolayı oluşan ilave basınç aşırı soğutma olmaksızın sıvı nda kabarcıklaşmayı önleyecekti. Genleşme valfindeki aşırı soğutma valfin doğru çalışması için çok önemlidir. Üretici firma talimatnameleri takip edilmelidir. Şayet bu mümkün değilse TGV girişinde 2.2 ila 3.3ºC aşırı soğutma uygun olmaktadır. hatlarında çeşitli soğutma elemanları ve aksesuarları yerleştirilmektedir (Şekil 3). İzolasyon valfleri ve servis çıkışları gereklidir. Genellikle soğutucu akışkanı kondenser ve sıvı nda toplamak için sıvı nda izolasyon valflerinin bulunması istenmektedir. Şekil 3. Soğutucu Akışkan Aksesuarları 2.2 Hatları hatları soğutucu akışkan buharını evaporatörden kompresör girişine taşır. nın normalden küçük seçilmesi kompresör ni düşürerek evaporatörde istenen sıcaklığın sağlandığı düşük basıncın yetersiz olmasına neden olur. Tersine boru çaplarının büyük seçilmesi ilk yatırım maliyetini artırır ve düşük akış hızı yağın kompresöre yeterli olarak geri dönmesini engeller. Bu durum özellikle emme yükseltilerinin kullanıldığı durumlarda önemlidir. hatları en fazla 1.1ºC ila 1.7ºC arasında basınç kaybı olacak şekilde seçilmelidir. Gerçek basınç kaybı kpa olarak soğutucu akışkana bağlıdır. Çalışırken emme kızgın soğutucu akışkan ve yağ ile doludur. Yağ borunun alt kısmında, soğutucu akışkan buharı üst taraftan hareket eder. Sistem durduğunda soğutucu buharı çevre sıcaklığına bağlı olarak yoğuşabilir. Bu durum sistem tekrar çalıştığında kompresöre sıvı sürüklenmesine neden olur.

6 _ 1046 Yağ dönüşünü sağlamak için soğutucu akışkan hatları akış yönüne doğru (10 mm/m) eğim verilmelidir. Evaporatör bağlantılarına ayrı bir özen gösterilmelidir. Özellikle bekleme anında evaporatörde büyük miktarda yoğunlaşmış soğutucu akışkan bulunabilir. Kompresöre sıvı sürüklenmesini en aza indirmek için evaporatör emme ndan yağ cepleriyle izole edilmelidir. Şekil 4. Uzak Mesafedeki Evaporatörler İçin Borulama Detayı 2.3 Hatları gaz hatları (sıklıkla sıcak gaz olarak anılır) kompresörde basılan soğutucu akışkanı kondenser girişine taşır. Düşük çaplı basma hatları kompresör basma ni azaltır ve onun işini artırır. boru nın gereğinden büyük seçilmesi ilk yatırım maliyetini artırır, yağın kompresör kafasına geri dönmesine neden olur. boru hatları en fazla 1.1ºC ila 1.7ºC arasında basınç kaybı olacak şekilde seçilmelidir. Gerçek basınç kaybı kpa olarak soğutucu akışkana bağlıdır Hattı Borulama Detayları hatları hem soğutucu akışkan buharını hem de yağı taşır. Bekleme (durma) konumunda soğutucu akışkan yoğunlaşacağından boru kompresöre sıvı dönmeyecek şekilde tasarlanması gerekir. Yükseltilerin alt kısmına yerleştirilen yağ tuzakları sayesinde bekleme anında yağın kompresöre geri gelemeyip burada toplanması sağlanır. Uygun boyutlandırılmış yükseltilerde ara yağ cepleri gereksizdir ve basınç kayıplarını artırır. hatları kondensere doğru 10.4 mm/m eğimde yapılmalıdır (Şekil 5). Herhangi bir durumda kondenser kompresörden yükseğe yerleştirilirse kondenser girişine çek valf konularak durma anında kompresöre sıvı dönmesi engellenmiş olur. Bazı durumlarda basma na yerleştirilen susturucunun yağın kompresöre dönüşünü engellemesi için yatay ve akış yönüne doğru eğimli olarak kompresöre yakın yerleştirilmesi gerekir.

7 _ Çoklu Evaporatör Bağlantıları Şekil 5. Hattı Borulama Detayları Birçok iklimlendirme uygulamalarında bir soğutma devresine tek bir evaporatör bağlanırken çoklu evaporatörlerde bağlanabilmektedir. Şekil 6 tek bir yoğunlaşma ünitesine iki adet doğrudan genleşmeli (DX) evaporatör bağlantısını göstermektedir. Her evaporatör kendi solenoid ve termostatik genleşme valfine sahiptir. Her dağıtıcı için ayrı bir termostatik valf bulunmalıdır. Bireysel solenoid valfler her bir evaporatörün bağımsız çalışmasına (kapasite kontrolü) olanak verir. Tek bir solenoid valfle her iki evaporatör de birlikte bağlanabilir. Bu durumda her iki evaporatör de aynı anda çalışacaktır.

8 _ 1048 Şekil 6. Bir Sisteminde Çoklu Evaporatör Uygulaması 3. SOĞUTUCU AKIŞKAN HATLARININ BOYUTLANDIRILMASI 3.1 Soğutucu akışkan kapasite tabloları Yaygın olarak kullanılan soğutucu akışkanların boru boyutları Ek 1 den Ek 5 e kadar verilmiştir. Bu tablolarda emme, basma ve sıvı hatları verilmiştir. ve basma hatları için veriler 0.28, 0.56 ve 1.7C doymuş emme sıcaklık değişimine (basınç kaybına) göre verilmiştir. hatları ise 0.56C doyma sıcaklık değişimi için verilmiştir. Tablo verileri 40C yoğunlaşma sıcaklıklarına göre verilmiş olup (su soğutmalı gruplara uygun olarak) diğer hava soğutmalı kondenserler (50 ve 55C için) için düzeltme katsayıları verilmiştir. Tablolar aynı zamanda 30.5 m eşdeğer uzunluğa göre verilmiş olup gerçek basınç kaybı ile nasıl hesap yapılacağı dipnotlarda açıklanmıştır. 3.2 Hatları İçin Eşdeğer Boru Boyları hatlarında her bir bağlantı elemanı için ayrı ayrı hesaplama yapmak bazen işleri zorlaştırır. Bu durumda her bir bağlantı elemanının eşdeğer düz boru boyu olarak hesaba katılması daha pratiklik kazandırır. Tablo 4 ve Tablo 5 de eşdeğer boru boylarının hesaplanması için gerekli bilgi verilmiştir. Gerçek boru boyu hesaplandıktan sonra her bir bağlantı elemanının eşdeğer uzunluğu toplam değere eklenir. Örnek olarak 7/8 bakır dirseğin eşdeğer boru boyu 0.43 m dir.

9 _ Alternatif Soğutucu Akışkanlar İçin Kapasiteye Bağlı Boru Çaplarının Belirlenmesi Özellikle Türkçe soğutma tasarım kitaplarında halâ R 12, R 22 ve R 502 gibi soğutucu akışkanlara ait boru çapı seçim tabloları bulunmaktadır. Güncel yabancı literatür taranacak olursa şu an alternatif olarak sunulan R-404A, R-410A ve R-407C gibi bazı soğutucu akışkanlara ait boru seçim tablolarının bulunduğu görülecektir. Ancak R-417A, R-422D, R-507A ve R 744 (CO 2 ) gibi bazı alternatif soğutucu akışkanların tabloları henüz literatüre girmemiştir. Bu çalışmada kapasiteye bağlı bazı alternatif soğutucu akışkanlar için boru çapı seçim tabloları oluşturulmuştur. Bu amaçla bu alanda mevcut güncel literatür taranmış, Solkane ve CoolPack gibi yazılımlardan faydalanılmıştır. Yoğunlaşma sıcaklığı 45 C kabul edilmiş, buharlaşma sıcaklığı olarak - 20C, -10C, 0C ve +5C sıcaklıkları için boru çapları hesabı yapılmıştır. Tek kademeli standart soğutma çevriminde 6 K aşırı soğutma, 8 K kızgınlık; emme, basma ve sıvı hatlarında 0,1 bar (10 kpa) basınç kaybı kabulü yapılmıştır. Daha farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için çarpım değerleri verilmiştir. Tablo 4. Bağlantı Elemanları İçin Eşdeğer Boru Boyları (metre) [7]

10 _ 1050 Tablo 5. Valfler ve Boru Aksesuarları İçin Eşdeğer Boru Boyları (metre) [7] 3.3 Hattı Boru Çaplarının Hesaplanması Verilenler: Soğutucu akışkan tipi: R-410A Boru malzemesi: Bakır boru (L tipi) Evaporatör buharlaşma sıcaklığı: 4.4 C Kondenser yoğunlaşma sıcaklığı: 48.9 C : 211 kw Evaporatör kondenserden 6.1 m yüksektedir. 1. Adım: Eşdeğer Boru Boyunun Hesaplanması: Şekil 7. Boru Çapı Hesaplanacak Direkt Genleşmeli Klima Santrali ve Dış Ünitesi

11 _ 1051 aşağıdaki elemanlardan oluşmaktadır: Bakır boru boyu: 6.7 m 7 adet uzun radyüslü dirsek 1 adet filtre-kurutucu 1 adet gözetleme camı 1 adet solenoid valf Bu bağlantı elemanları (aksesuar) için Tablo 4 ve Tablo 5 yardımıyla eşdeğer boru boyları bulunur: ELEMAN ADEDİ BOYU TOPLAM Uzun radyüslü dirsek m 4.90 m Filtre-kurutucu m m Gözetleme camı m 0.76 m Solenoid valf m m Düz boru m 6.70 m TOPLAM m 2. Adım: Boru Çapının Hesaplanması: 211 kw soğutma ve R-410A sıvı için Tablo 7 incelendiğinde kw soğutma ne uygun 35 mm boru çapı seçilir. Tablo şartlarının tasarım şartlarından farklı olduğuna dikkat edin. 3. Adım: Gerçek Sıcaklık Farkının Hesaplanması: Gerçek sıcaklık farkı Tablo 7 nin altındaki notlar bölümünün 4. maddesinde şu formülle verilmiştir: t gerçek Gerçek L Tablo t Tablo Le e Gerçek kapasite x Tablo t gerçek 2 x 1. 34C Adım: Gerçek Boru Basınç Kaybının Bulunması: 1.8 Tablo 8 e göre 100 feet (30.48 m) standart eşdeğer boy için 1179 Pa/m basınç kaybı mevcuttur. Gerçek eşdeğer boru boyu için: Tgerçek 1.34 Pgerçek Ptablo Pa / m T tablo 2 5. Adım: Toplam Basınç Kaybının Hesaplanması: Toplam basınç kaybını hesaplamak için Tablo 3 ten R-410A için yükseltilerde 9.73 kpa/m değeri alınır. Mevcut yükseklik farkının 6.1 m olduğu bilindiğine göre: P P Yükselti boyu m m soğoğutu akıkışk yükselti 35 Toplam Basınç Kaybı= Gerçek basınç kaybı + Yükselti basınç kaybı kpa

12 _ 1052 Toplam Basınç Kaybı= =60.14 kpa 6. Adım: Termostatik Genleşme Valfi Girişinde Doyma Basıncının Belirlenmesi: R-410A için yoğunlaşma sıcaklığındaki doyma basıncı; t d =48.9C için P y =29.86 bar bulunur. Doyma Basıncı(TGV girişinde) =Kondenser doyma basıncı toplam basınç düşümü Doyma Basıncı(TGV girişinde)= kpa = kpa bulunur. 7. Adım: Termostatik Genleşme Valfi Girişinde Doyma Sıcaklığının Bulunması: Valf girişindeki basınç bar için t d =48.8 C bulunur. 8. Adım: Termostatik Genleşme Valfi Girişi İçin Aşırı nın Bulunması: Aşırı soğutma=geçek doyma sıcaklığı valf girişindeki doyma sıcaklığı Aşırı soğutma= 48.9C -48.8C =0.1 C 9. Adım: Uygun çalışma için gerekli aşırı soğutmanın bulunması: 0.1C aşırı soğutma miktarı sıvı için yetersizdir. Her an termostatik valf girişinde kabarcıklanma başlayıp valfin çalışmasını olumsuz etkileyebilir. Bundan dolayı ilave aşırı soğutma yapmak 2.2 C ilave aşırı soğutma yapmak gerekir. Gerekli aşırı soğutma = Termostatik valf girişindeki aşırı soğutma +Minimum sistem sıcaklığı Gerekli aşırı soğutma = =2.3 C bulunur. Tablo 6. R-134a İçin Boru Hattı Kapasiteleri (kw) [8] NOT: Tablo 6 +40C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: Yoğunlaşma sıcaklığı (C)

13 _ 1053 NOTLAR: 1. p =basınç düşümü [Pa/m] 2. t =doyma sıcaklığına karşılık sıcaklık düşmesi [K/m] 3. Farklı doyma sıcaklık farkları ve eşdeğer boru boyları için hat şu şekilde hesaplanır: Tablo Le Hat Tablo Gerçek L e Gerçek kapasite x Tablo Farklı kapasiteler ve eşdeğer boru boyları için gerçek sıcaklık farkı şu şekilde hesaplanır: Gerçek L t Tablo t Tablo Le e Gerçek kapasite x Tablo 1.8 Tablo 7. R-410A İçin Boru Hattı Kapasiteleri (kw) [8] Not: Tablo 7 +40C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: NOTLAR: Yoğunlaşma sıcaklığı (C) p =basınç düşümü [Pa/m] 2. t =doyma sıcaklığına karşılık sıcaklık düşmesi [K/m] 3. Farklı doyma sıcaklık farkları ve eşdeğer boru boyları için hat şu şekilde hesaplanır: Tablo Le Hat Tablo Gerçek L e Gerçek kapasite x Tablo Farklı kapasiteler ve eşdeğer boru boyları için gerçek sıcaklık farkı şu şekilde hesaplanır:

14 _ 1054 Gerçek L t Tablo t Tablo Le e Gerçek kapasite x Tablo 1.8 Tablo 8. R-407C İçin Boru Hattı Kapasiteleri (kw) [8] Not: Tablo 8 +40C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: NOTLAR: Yoğunlaşma sıcaklığı (C) p =basınç düşümü [Pa/m] 2. t =doyma sıcaklığına karşılık sıcaklık düşmesi [K/m] 3. Farklı doyma sıcaklık farkları ve eşdeğer boru boyları için hat şu şekilde hesaplanır: Tablo Le Hat Tablo Gerçek L e Gerçek kapasite x Tablo Farklı kapasiteler ve eşdeğer boru boyları için gerçek sıcaklık farkı şu şekilde hesaplanır: Gerçek L t Tablo t Tablo Le e Gerçek kapasite x Tablo 1.8

15 _ 1055 Tablo 9. R-134a Hattı Yükseltileri İçin Minimum Kapasite (kw) [8] Not: Tablo değerleri +40C yoğunlaşma sıcaklığı için verilmiştir. Farklı sıvı sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme değerleri ile çarpılmalıdır: sıcaklığı (C) Tablo 10. R-134a Hattı Yükseltileri İçin Minimum Kapasite (kw) [8] Not: Tablodaki soğutma kapasiteleri -5C buharlaşma sıcaklığına göre temellenmiştir. Farklı buharlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki değerleri ile çarpılmalıdır: sıcaklığı (C)

16 _ 1056 Tablo 11. R-410A Hattı Yükseltileri İçin Minimum Kapasite (kw) [8] Tablodaki soğutma kapasiteleri 32C sıvı sıcaklığına göre temellenmiştir. Farklı sıvı sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki değerleri ile çarpılmalıdır: Tablo 12. R-410A Hattı Yükseltileri İçin Minimum Kapasite (kw) [8] Not: Tablodaki soğutma kapasiteleri 4C emme sıcaklığına ve 10C kızgınlık değerine göre temellenmiştir. Farklı emme sıcaklıkları ve kızgınlık değerleri için kapasite değerleri aşağıdaki değerleri ile çarpılmalıdır:

17 _ 1057 Tablo 13. R-407C Hattı Yükseltileri İçin Minimum Kapasite (kw) [8] Not: Tablodaki soğutma kapasiteleri 32C sıvı sıcaklığına göre temellenmiştir. Farklı sıvı sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki değerleri ile çarpılmalıdır: Tablo 14. R-407C Hattı Yükseltileri İçin Minimum Kapasite (kw) [8] Not: Tablodaki soğutma kapasiteleri 4C emme sıcaklığına ve 10 C kızgınlık değerine göre temellenmiştir. Farklı emme sıcaklıkları ve kızgınlık değerleri için kapasite değerleri aşağıdaki değerleri ile çarpılmalıdır:

18 _ 1058 Tablo 14. R-134a İçin Boru İç Çapları (T c =45ºC) Hattı Hattı 5 7,51 4,98 3, ,00 23,34 15,29 0 8,05 5,03 3, ,53 23,56 15, ,35 5,14 3, ,53 24,05 15, ,01 5,25 3, ,19 24,59 15,91 5 9,72 6,46 4, ,04 26,04 17, ,43 6,52 4, ,85 26,29 17, ,11 6,66 4, ,54 26,83 17, ,25 6,81 4, ,08 27,43 17, ,60 8,38 5, ,49 28,34 18, ,52 8,46 5, ,55 28,62 18, ,69 8,64 5, ,82 29,21 18, ,47 8,83 5, ,11 29,86 19, ,35 10,88 7, ,54 30,38 19, ,54 10,99 7, ,81 30,67 19, ,35 11,21 7, ,61 31,30 20, ,95 11,46 7, ,56 32,01 20, ,05 12,68 8, ,28 32,22 21, ,43 12,80 8, ,76 32,53 21, ,71 13,07 8, ,02 33,20 21, ,89 13,36 8, ,56 33,94 21, ,23 14,14 9, ,80 33,90 22, ,77 14,28 9, ,45 34,23 22, ,42 14,57 9, ,14 34,93 22, ,08 14,90 9, ,23 35,72 23, ,10 15,39 10, ,13 35,46 23, ,77 15,53 10, ,94 35,80 23, ,74 15,85 10, ,03 36,54 23, ,81 16,21 10, ,63 37,36 24, ,92 17,94 11, ,30 36,91 24, ,87 18,11 11, ,27 37,27 24, ,49 18,49 12, ,73 38,03 24, ,39 18,90 12, ,79 38,89 25, ,02 20,01 13, ,27 39,57 25, ,18 20,20 13, ,53 39,95 25, ,33 20,62 13, ,66 40,77 26, ,91 21,08 13, ,59 41,69 26, ,67 21,78 14, ,53 43,09 27, ,02 21,99 14, ,17 43,50 28, ,62 22,44 14, ,19 44,40 28, ,78 22,94 14, ,26 45,40 29,15 Not: Tablo C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: Yoğunlaşma sıcaklığı (C)

19 _ 1059 Tablo 15. R-404A İçin Boru İç Çapları (T c =45ºC) Hattı Hattı 5 6,35 4,39 3, ,76 20,66 15,58 0 6,76 4,44 3, ,70 20,88 15, ,74 4,54 3, ,25 21,36 16, ,97 4,66 3, ,95 21,90 16,34 5 8,23 5,70 4, ,20 23,05 17,37 0 8,77 5,76 4, ,37 23,09 17, ,04 5,89 4, ,44 23,83 17, ,62 6,04 4, ,79 24,44 18, ,68 7,40 5, ,15 25,10 18, ,38 7,48 5, ,50 25,36 19, ,02 7,65 5, ,02 25,95 19, ,08 7,84 5, ,93 26,61 19, ,87 9,61 7, ,75 26,91 20, ,78 9,71 7, ,27 27,19 20, ,90 9,94 7, ,19 27,82 20, ,57 10,19 7, ,59 28,53 21, ,16 11,21 8, ,09 28,54 21, ,22 11,33 8, ,77 28,84 21, ,70 11,59 8, ,04 29,50 22, ,81 11,88 8, ,89 30,26 22, ,02 12,50 9, ,24 30,03 22, ,20 12,53 9, ,05 30,35 22, ,96 12,92 9, ,65 31,05 23, ,42 13,25 9, ,91 31,84 23, ,61 13,60 10, ,23 31,41 23, ,89 13,75 10, ,17 31,75 23, ,90 14,06 10, ,07 32,48 24, ,66 14,42 10, ,70 33,31 24, ,87 15,87 12, ,07 32,71 24, ,36 16,04 12, ,15 33,05 24, ,87 16,40 12, ,33 33,81 25, ,25 16,82 12, ,31 34,68 25, ,51 17,70 13, ,48 35,07 26, ,18 17,89 13, ,76 35,44 26, ,08 18,30 13, ,45 36,25 27, ,97 18,77 14, ,09 37,18 25, ,77 19,27 14, ,97 38,19 28, ,58 19,47 14, ,54 38,60 28, ,82 19,92 14, ,92 39,49 29, ,14 20,43 15, ,40 40,50 30,02 Not: Tablo C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: Yoğunlaşma sıcaklığı (C)

20 _ 1060 Tablo 16. R-407C İçin Boru İç Çapları (T c =45ºC) Hattı Hattı 5 6,26 4,24 2, ,23 19,88 13,52 0 6,69 4,28 2, ,22 20,06 13, ,70 4,37 3, ,91 20,45 13, ,99 4,46 3, ,84 20,88 13,95 5 8,11 5,50 3, ,61 22,18 15,07 0 8,67 5,55 3, ,82 22,38 15, ,98 5,66 3, ,05 22,81 15, ,64 5,78 3, ,66 23,29 15, ,52 7,14 4, ,67 24,14 16, ,24 7,20 4, ,90 24,36 16, ,93 7,34 5, ,59 24,83 16, ,08 7,50 5, ,78 25,36 16, ,65 9,27 6, ,04 25,88 17, ,58 9,35 6, ,62 26,11 17, ,78 9,53 6, ,71 26,62 17, ,57 9,73 6, ,42 27,18 18, ,90 10,80 7, ,34 27,44 18, ,99 10,90 7, ,07 27,69 18, ,55 11,11 7, ,53 28,23 18, ,79 11,35 7, ,70 28,82 19, ,73 12,04 8, ,44 28,88 19, ,93 12,15 8, ,32 29,14 19, ,79 12,39 8, ,11 29,70 19, ,40 12,65 8, ,70 30,33 20, ,28 13,10 8, ,49 30,20 20, ,60 13,22 9, ,39 30,47 20, ,70 13,48 9, ,49 31,07 20, ,63 13,76 9, ,48 31,72 21, ,48 15,28 10, ,20 31,44 21, ,01 15,42 10, ,33 31,72 21, ,62 15,72 10, ,72 32,34 21, ,19 16,05 10, ,07 33,02 21, ,07 17,04 11, ,53 33,71 22, ,77 17,19 11, ,88 34,01 22, ,80 17,53 11, ,80 34,67 23, ,89 17,90 11, ,81 35,40 23, ,28 18,55 12, ,92 36,71 24, ,13 18,71 12, ,57 37,04 24, ,51 19,08 12, ,19 37,75 25, ,05 19,48 13, ,09 38,55 25,59 Not: Tablo C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: Yoğunlaşma sıcaklığı (C)

21 _ 1061 Tablo 17. R-410A İçin Boru İç Çapları (T c =45ºC) Hattı Hattı 5 5,28 3,73 2, ,69 17,50 12,86 0 5,60 3,76 2, ,18 17,65 12, ,35 3,83 2, ,66 17,97 13, ,28 3,91 2, ,98 18,32 13,15 5 6,84 4,84 3, ,54 19,52 14,33 0 7,25 4,88 3, ,21 19,69 14, ,23 4,97 3, ,08 20,04 14, ,43 5,07 3, ,90 20,44 14,65 5 8,87 6,28 4, ,98 21,26 15,59 0 9,41 6,33 4, ,79 21,43 15, ,67 6,45 4, ,01 21,82 15, ,23 6,58 4, ,25 22,26 15, ,52 8,15 6, ,14 22,78 16, ,21 8,22 6, ,08 22,98 16, ,84 8,37 6, ,60 23,39 16, ,87 8,54 6, ,21 23,86 17, ,42 9,50 7, ,08 24,16 17, ,23 9,58 7, ,14 24,37 17, ,13 9,76 7, ,93 24,81 17, ,49 9,95 7, ,87 25,30 18, ,96 10,60 7, ,86 25,43 18, ,87 10,69 7, ,02 25,64 18, ,98 10,88 7, ,06 26,10 18, ,61 11,10 8, ,32 26,62 19, ,28 11,53 8, ,51 26,60 19, ,26 11,63 8, ,77 26,82 19, ,56 11,84 8, ,04 27,30 19, ,42 12,08 8, ,58 27,84 19, ,98 13,45 9, ,04 27,69 20, ,13 13,56 9, ,40 27,92 20, ,81 13,81 10, ,38 28,42 20, ,13 14,08 10, ,69 28,99 20, ,17 15,00 11, ,86 29,68 21, ,45 15,13 11, ,38 29,93 21, ,43 15,40 11, ,25 30,47 21, ,14 15,71 11, ,55 31,08 22, ,04 16,33 12, ,58 32,33 23, ,43 16,46 12, ,32 32,60 23, ,68 16,76 12, ,72 33,18 23, ,71 17,10 12, ,65 33,84 24,15 Not: Tablo C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: Yoğunlaşma sıcaklığı (C)

22 _ 1062 Tablo 18. R-422D İçin Boru İç Çapları (T c =45ºC) 5 4,23 2,86 2, ,53 22,80 15,51 0 4,50 2,88 2, ,71 22,95 15, ,19 2,94 2, ,20 23,46 15, ,07 3,01 2, ,98 23,94 16,00 5 6,02 4,08 2, ,75 26,35 17,91 0 6,41 4,10 2, ,30 26,54 17, ,40 4,20 2, ,62 27,12 18, ,64 4,29 2, ,42 27,66 18,47 5 8,53 5,79 4, ,61 29,52 20,03 0 9,10 5,83 4, ,20 29,69 20, ,67 5,95 4, ,28 30,35 20, ,25 6,09 4, ,01 30,96 20, ,12 8,23 5, ,55 32,35 21, ,91 8,28 5, ,65 32,55 22, ,89 8,45 5, ,39 33,27 22, ,39 8,64 5, ,00 33,96 22, ,89 10,11 6, ,40 34,96 23, ,87 10,19 6, ,74 35,19 23, ,30 10,40 7, ,10 35,96 24, ,32 10,62 7, ,48 36,70 24, ,21 11,68 8, ,98 37,41 25, ,33 11,76 8, ,56 37,65 25, ,14 12,02 8, ,52 38,48 25, ,65 12,27 8, ,59 39,27 26, ,25 13,08 8, ,48 39,70 26, ,53 13,17 8, ,14 39,95 26, ,67 13,46 9, ,60 40,82 27, ,57 13,73 9, ,36 41,65 27, ,64 16,07 10, ,20 41,87 28, ,17 16,16 11, ,51 42,12 28, ,05 16,53 11, ,52 43,06 28, ,83 16,87 11, ,88 43,92 29, ,33 18,57 12, ,43 45,89 31, ,13 18,70 12, ,82 46,19 31, ,58 19,11 12, ,81 47,22 31, ,09 19,49 13, ,34 48,16 32, ,58 20,79 14, ,47 51,38 34, ,59 20,93 14, ,36 51,70 34, ,57 21,39 14, ,65 52,84 35, ,75 21,82 14, ,78 53,90 35,78 Not: Tablo C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: Yoğunlaşma sıcaklığı (C)

23 _ 1063 Tablo 19. R-507A İçin Boru İç Çapları (T c =45ºC) Hattı Hattı 5 6,33 4,39 3, ,70 20,65 15,73 0 6,75 4,44 3, ,63 20,87 15, ,72 4,54 3, ,14 21,36 16, ,93 4,66 3, ,79 21,92 16,51 5 8,21 5,70 4, ,14 23,04 17,53 0 8,75 5,76 4, ,29 23,29 17, ,00 5,82 4, ,32 23,84 18, ,57 6,04 4; ,61 24,46 18, ,65 7,40 5, ,08 25,09 19, ,35 7,47 5, ,41 25,36 19, ,98 7,65 5, ,89 25,96 19, ,02 7,85 5, ,74 26,63 20, ,84 9,61 7, ,67 26,90 20, ,74 9,71 7, ,18 27,19 20, ,85 9,94 7, ,05 27,83 21, ,49 10,20 7, ,39 28,55 21, ,13 11,20 8, ,01 28,53 21, ,18 11,32 8, ,67 28,84 21, ,64 11,59 8, ,89 29,51 22, ,72 11,89 9, ,68 30,28 22, ,98 12,49 9, ,16 30,02 22, ,15 12,63 9, ,95 30,35 22, ,90 12,92 9, ,50 31,06 23, ,32 13,26 10, ,68 31,87 23, ,57 13,60 10, ,14 31,41 23, ,84 13,74 10, ,06 31,74 24, ,82 14,07 10, ,91 32,49 24, ,55 14,43 10, ,47 33,34 25, ,82 15,86 12, ,99 32,70 24, ,31 16,03 12, ,04 33,05 25, ,78 16,41 12, ,16 33,82 25, ,13 16,84 12, ,07 34,71 26, ,46 17,70 13, ,38 35,06 26, ,11 17,89 13, ,64 35,44 26, ,98 18,30 13, ,28 36,27 27, ,83 18,78 14, ,83 37,21 27, ,71 19,27 14, ,86 38,18 28, ,51 19,47 14, ,41 38,59 29, ,72 19,93 15, ,73 39,50 29, ,99 20,45 15, ,12 40,53 30,35 Not: Tablo C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: Yoğunlaşma sıcaklığı (C)

24 _ 1064 Tablo 20. R 744 (CO 2 ) Kritik Üstü Çevrim İçin Boru İç Çapları (T c =45ºC) Hattı Hattı 5 2,0 1,3 1,0 5 15,2 9,8 7,6 0 2,1 1,3 1,0 0 16,3 9,9 7, ,4 1,3 1, ,7 10,2 7,6-20 2,8 1,4 1, ,7 10,6 7,5 5 2,8 1,8 1,4 5 17,6 11,3 8,8 0 3,0 1,8 1,4 0 18,8 11,5 8, ,4 1,9 1, ,6 11,8 8,7-20 4,0 1,9 1, ,1 12,2 8,7 5 3,9 2,5 2,0 5 19,6 12,6 9,9 0 4,2 2,6 2,0 0 21,0 12,8 9, ,8 2,6 2, ,1 13,2 9,8-20 5,6 2,7 1, ,1 13,7 9,7 5 5,6 3,6 2,8 5 21,5 13,8 10,8 0 5,9 3,6 2,8 0 23,0 14,0 10, ,8 3,7 2, ,4 14,5 10,7-20 7,9 3,9 2, ,7 15,0 10,7 5 6,8 4,4 3,4 5 23,2 14,9 11,7 0 7,3 4,4 3,4 0 24,8 15,2 11, ,4 4,6 3, ,5 15,6 11,5-20 9,7 4,7 3, ,2 16,2 11,5 5 7,9 5,1 4,0 5 24,9 16,0 12,5 0 8,4 5,1 3,9 0 26,5 16,2 12, ,6 5,3 3, ,5 16,7 12, ,2 5,5 3, ,5 17,3 12,3 5 8,8 5,7 4,4 5 26,4 17,0 13,2 0 9,4 5,7 4,4 0 28,1 17,2 13, ,8 5,9 4, ,4 17,7 13, ,5 6,1 4, ,6 18,4 13,1 5 10,8 6,9 5,4 5 27,8 17,9 14,0 0 11,5 7,0 5,4 0 29,7 18,1 13, ,2 7,2 5, ,1 18,7 13, ,4 7,5 5, ,7 19,4 13,8 5 12,4 8,0 6,2 5 30,4 19,6 15,3 0 13,3 8,1 6,2 0 32,5 19,9 15, ,3 8,4 6, ,4 20,5 15, ,7 8,7 6, ,5 21,2 15,1 5 13,9 8,9 7,0 5 34,0 21,9 17,1 0 14,9 9,1 6,9 0 36,3 22,2 17, ,1 9,3 6, ,8 22,9 16, ,8 9,7 6, ,6 23,7 16,9 Not: Tablo C yoğunlaşma sıcaklığına göre verilmiştir. Farklı yoğunlaşma sıcaklıkları için kapasite değerleri aşağıdaki düzeltme faktörleri ile çarpılmalıdır: Yoğunlaşma sıcaklığı (C)

25 _ SONUÇLAR VE TARTIŞMA Mevcut soğutma sistemleri kitapları incelendiğinde hesaplamalarda kullanılan soğutucu akışkanların pek güncel olmadığı bu anlamda bu kitapların güncellenmesi gereklidir. Ayrıca bu kitaplardaki boru çapı seçimi ile ilgili örneklerin çok açık olmadığı, karışıklığa neden olduğu görülmüştür. Bundan dolayı daha güncel kaynaklara dayalı daha anlaşılabilir soğutma-iklimlendirme kitaplarına ihtiyaç vardır. Bu çalışma ile sektörde ihtiyaç olan bazı yeni alternatif soğutucu akışkanlarla ilgili boru çapı seçim tablolarını oluşturmaya çalıştık. Ancak bu soğutucu akışkanların çok hızlı değişmesi nedeniyle bu tabloların her yıl güncellenmesi gerekir. Yine boru çapı seçimlerinde pratiklik sağlaması için bazı EXCEL yazılımları hazırlanabilir. KAYNAKLAR [1] DOSSAT, R. Principles of Refrigeration, John Wiley, New York, [2] Refrigerant Piping Design Guide, Mc Quay Application Guide AG [3] ASHRAE Handbook HVAC Systems And Equipment, Chapter 41, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., [4] prop_si.pdf ( tarihinde erişildi). [5] prop_si.pdf ( tarihinde erişildi). [6] ( tarihinde erişildi). [7] prop_si.pdf ( tarihinde erişildi). [8] ASHRAE Handbook Refrigeration, Chapter 2, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., ÖZGEÇMİŞ Hüseyin BULGURCU 1962 yılında İzmir Kınık'ta doğdu yılında Yıldız Üniversitesi Kocaeli Mühendislik Fakültesi Makine Enerji dalından lisans, 1989 yılında M.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsünden Yüksek Lisans, 1994 yılında aynı Enstitüden Doktora dereceleri aldı yılları arasında Kartal Teknik Lisesinde, yılları arasında Çankırı Meslek Yüksekokulunda öğretim elemanı olarak çalıştı yılında İngiltere'de mesleki araştırmalarda bulundu yılından bu yana Balıkesir Meslek Yüksekokulu İklimlendirme ve Programında Yardımcı Doçent olarak çalışmalarına devam etmektedir. Evli ve iki çocukludur. Kadir İSA 1962 yılında İstanbul da doğmuştur. Haydarpaşa Teknik Lisesi Makina bölümünden mezun olduktan sonra, lisans, yüksek lisans ve doktora eğitimlerini sırasıyla Gazi, İstanbul ve Sakarya Üniversitelerinin Makina bölümlerinde tamamlamıştır. Değişik üniversitelerin meslek yüksekokullarının iklimlendirmesoğutma programlarında öğretim görevlisi olarak çalışmıştır. Halen İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Bölümü nde Yardımcı Doçent olarak görev yapmaktadır. ASHRAE ve RSES üyesidir. Evli ve iki çocuk babasıdır.